分子动力学模拟的DNA捕获和运输在激烈的纳米孔

格言。贝尔金,阿列克谢Aksimentiev
ACS应用材料和接口8 (20.)12599 - 12608 (2016)
DOI:10.1021 / acsami.6b00463助理

当地热源与固态纳米孔的集成提供了新的手段控制带电《生物高分子的跨膜运输。在最近的DNA电泳运输的情况下,实验研究发现意想不到的温度依赖性的DNA捕获率、DNA易位的速度,产生的离子电流封锁DNA的纳米孔的存在。在这里,我们报告的所有原子分子动力学(MD)模拟结果的影响,阐明温度对微观过程的关键控制电动field-driven运输的DNA通过纳米孔。模拟实验装置,模拟了捕获和随后的易位的短DNA工器通过局部加热纳米孔在几个温度和电解质的条件。离子迁移率对温度的依赖关系在DNA表面被发现导致的依赖性相对电导对温度的封锁。一阶,纳米孔的有效力量DNA被发现与温度无关,尽管相当大的减少溶液粘度。溶液粘度对温度的依赖关系被发现均匀加热系统使DNA易位更快但不是在局部加热的情况下,不会影响粘度的解决方案untranslocated周围分子的一部分。增加溶液温度也发现降低债券的一生之间形成阳离子和DNA。使用流抑制算法,我们可以单独electro-osmotic流和离子直接绑定的影响,发现DNA——离子债券的持续时间增加,虽然弱,有效的DNA在电场力。意外,我们的模拟显示相当的温度依赖性的溶剂速度DNA表面滑移速度,产生影响,可以改变水动力之间的耦合运动的DNA和周围的流体。